10. База данных. Геологические базы данных.
База данных – совокупность записей различного типа, содержащая перекрестные ссылки, или иначе – это совокупность экземпляров различных типов записей и отношений между записями и элементами, агрегатами. База данных, по другому распространенному в геофизике определению, – это совокупность массивов данных на внешних носителях и программных средств доступа к ним, где под массивами подразумеваются и запись, и файлы. Действительно, геофизические, геохимические и геологические пакеты программ оперируют с данными разных типов: полевые наблюдения, информация об изучаемом объекте и системе наблюдений; промежуточные результаты обработки; параметры обработки; программно - сформированные изображения выводимых результатов и т.д. Следовательно, БД – это совокупность логически взаимосвязанных файлов данных определенной организации. Физическая организация БД, в отличие от логической, – это физическое представление данных и их расположение на запоминающих устройствах. База данных организуется таким образом, что данные собираются однажды и централизованно хранятся так, чтобы они были доступны всем специалистам-программистам, желающим их использовать. Одна из важных черт БД – независимость данных от особенностей прикладных программ, которые их используют. Это означает, что изменение значений данных или особенностей их хранения на физических носителях не требует изменения прикладных программ. В понятие БД включается система управления базой данных(СУБД), предназначенная для выполнения операций по обработке данных в прикладных программах. СУБД просматривает описание физической организации БД и определяет какую физическую запись (записи) требуется считать, при этом СУБД выдает операционной системе ЭВМ команду чтения требуемой записи. Иначе, СУБД представляет собой совокупность лингвистических и программных средств, предназначенных для создания, ведения и совместного использования БД многими пользователями. Нередко понятия БД и СУБД объединяют в одно понятие банк данных. Понятие базы данных неразрывно связано со структурой ее построения (выделяют иерархические, сетевые и реляционные БД), языком манипулирования данными и языком описания данных.
Среди моделей построения БД наиболее распространенными в геологоразведке являются реляционные БД. Реляционные БД – это табличное представление данных, обычно в виде двумерных таблиц. Каждый элемент таблицы – это один элемент данных, повторения здесь отсутствуют, Все столбцы таблиц – однородные, т.е. элементы столбца имеют одинаковую природу (значения одного и того же поля, свойства, параметра и т.д.). Каждому столбцу присвоены имена. В таблице нет двух одинаковых строк, поскольку координаты точек наблюдения разные. В операциях с таблицей ее строки и столбцы могут рассматриваться в любом порядке, в любой последовательности. Все наиболее применяемые таблицы при геолого-геофизических исследованиях: например, таблица петрофизических свойств горных пород, таблица описания физико-геологической модели объекта (месторождения) и т.д., удовлетворяют указанным свойствам. Подобные таблицы называются отношением, а база данных, построенная с помощью отношений, называется реляционной. Таким образом, реляционная БД строится из плоских наборов элементов данных . В реляционных БД встречаются термины: домен (один столбец таблицы) и кортеж – таблица, определяющая взаимосвязь между элементами данных. Иначе, кортеж - набор взаимосвязанных величин, а файл образуется из набора кортежей.
Основные преимущества реляционных БД: простота, гибкость, точность, связность, простота внедрения, независимость данных от прикладных программ, ясность. БД реляционного типа являются наиболее распространенными на всех типах ЭВМ, а на персональных компьютерах занимают доминирующее положение. Распространенными моделями БД в геологоразведке являются также иерархические или древовидные структуры. Дерево – это иерархия элементов, называемых узлами. На верхнем (первом) уровне иерархии находится один узел – корень. Каждый узел, кроме корня, связан с одним узлом на более верхнем уровне, называемом исходным узлом для данного узла. Ни один элемент не имеет более одного исходного. Каждый элемент может быть связан с одним или несколькими элементами на более низком уровне. Такие элементы называются порожденными, а элементы, не имеющие в конце ветви порожденных называются листьями. Используется термин иерархический файл, т.е. такой файл, в котором записи связаны в виде древовидной структуры. Как правило, современные модели баз данных являются реляционно –иерархическими. Используются так называемые сетевые модели БД. Сетевые модели БД характерны для организации управлением геологоразведочным производством на уровне экспедиции и выше. Организация данных в БД прежде всего должна правильно передавать их основное смысловое значение, или семантику, и позволять эффективно к ним обращаться. В обычной прикладной программе структура данных организуется таким образом, чтобы обеспечить удобный доступ к ним из данной программы. БД содержит данные, которые используются множеством разнообразных программ и, следовательно, при определении структуры БД нельзя ориентироваться на критерии, используемые при программировании конкретных функций.
|
11. Автоматизированные системы обработки и интерпретации геолого-физических данных.
|
12. Геоинформационные системы (ГИС)
Существуют различные определения географической информационной системы (ГИС), будем придерживаться следующего определения [9]:
«ГИС – информационная система, обеспечивающая сбор, хранение, обработку, отображение и распространение координатно-привязанной ин-формации о точечных, линейных, площадных и пространственных объектах в форме их цифровых представлений (векторных, растровых, матричных).
территориальному признаку выделяют глобальные ГИС и локальные или местные ГИС (городские, муниципальные).
ГИС различаются также предметной областью информационного мо-делирования: природоохранные ГИС, земельные (включая составление зе-мельных кадастров), лесные, минеральных и водных ресурсов и т.д.
Интегрированные ГИС (или ИГИС) совмещают функциональные возможности ГИС и систем цифровой обработки, например, изображений, в частности, данных дистанционного зондирования в единой среде.
Пространственно-временные ГИС оперируют пространственно-временными данными.
Основным назначением ГИС является формирование цифровых мо-делей изучаемых объектов, в частности, местности, а также проектирование электронных карт на базе исходной геоинформации
Технология моделирования в ГИС ориентируется на следующие принципы [1]:
– генерализации, т.е. создание и применение единой интегрированной информационной основы;
– комплексности, состоящей в комплексном анализе геоданных при моделировании объектов;
– интервальности для интерактивного взаимодействия с цифровой мо-делью;
– единственности модели на всех этапах и стадиях обработки инфор-мации;
– максимальной инвариантности организации информационных ресур-сов, т.е. их слабой зависимости от конкретной области применения
|
Скачать 296 Kb.